作為一種評價(jià)化學(xué)物質(zhì)和粘合劑的潤濕性和粘合特性的方法，著新材料和新技術(shù)的不斷應(yīng)用，電子工業(yè)正在不斷向前發(fā)展。單芯片電路和多芯片電路模塊的生產(chǎn)也不斷多元化。這包括組裝模塊、將電子元件應(yīng)用到PCB或其他載體中各個(gè)步驟。它們之間的潤濕性及各個(gè)組分相互粘合的性能發(fā)揮著重要的作用。接觸角易于測量，并能直接觀測。它描述了在固體表面上液體的潤濕和去濕行為。不僅液體表面張力影響接觸角的大小，固體表面自由能和兩相之間的界面張力也會(huì)影響其大小。晟鼎精密通過實(shí)際操作測試，提供了兩種不同電子元件上極性和分散組分表面自由能的測試方法。以此來評估嵌入型物質(zhì)的潤濕性和粘合特性。

　　引言：

　　電子產(chǎn)品營銷的成功在很大程度上取決于它的可靠性和客戶滿意度。因此，電子儀器的組件必須滿足其最高要求。為了保證電子元件能夠長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，它們必須免受外界環(huán)境如振動(dòng)，沖擊或水分的影響。隨著對引線鍵合電子元件載流子的認(rèn)識，這可以通過施加一個(gè)嵌入化合物，所謂的頂部封裝來實(shí)現(xiàn)。此時(shí)，潤濕行為和嵌入化合物對載體，電子部件以及接合線的粘合行為都都起著決定性的作用。表面張力和接觸角測量技術(shù)可很好的得到這方面的詳細(xì)信息。此技術(shù)可測定表面自由能σs，包括分散自由能和極性自由能及液體表面張力等決定性參數(shù)。

　　原理：

　　液體的表面張力可以直接測量（例如，使用環(huán)法或板法），而固體的表面自由能（固體表面張力）由于固體的不可逆彈性形變，必須通過計(jì)算所得。自二十世紀(jì)開始，科學(xué)家已有多種方法計(jì)算表面自由能。

　　通過測量至少兩種液體在固體表面的接觸角θ來確定固體表面的表面自由能，包括分散自由能和極性自由能。事實(shí)上，兩相界面對解決潤濕性和附著力的問題至關(guān)重要。如果兩種液體或固體和液體相接觸，在界面處，僅僅只有兩個(gè)極性和兩種分散組分之間參與界面相的形成。這就是為什么極性和分散部分如此重要。

　　實(shí)驗(yàn)部分：

表面自由能可通過對兩個(gè)不同的電子元件光學(xué)接觸角的測量加以確定。測量儀器為晟鼎精密SDC-200接觸角測量儀，下圖。

　　水和二碘甲烷作為標(biāo)準(zhǔn)測試液體。表面張力值如表1所示。

　　樣品（樣品1和樣品2）未經(jīng)任何預(yù)處理并在室溫下進(jìn)行測定。分別用水和二碘甲烷在電子元件不同部位測定3到5次接觸角。樣品1滴定面積僅約為3mmx 3 mm，液體體積為0.5微升。

　　結(jié)果與討論：

表2為平均值為水和二碘甲烷在樣品1和樣品2上測得接觸角的平均值。

表2：水和二碘甲烷對樣品1和樣品2的接觸角平均值。

圖2所示為水和二碘甲烷在電子元件上的液滴。

圖2： a）水和樣品1;b）二碘甲烷和樣品1 ;c）樣品2和水;d）二碘甲烷和樣品2

表3給出了兩個(gè)電子元件的表面自由能。

表3 ：計(jì)算所得表面自由能，包括分散自由能和極性自由能

圖3：嵌入表面張力為40.5 mN / m的兩個(gè)電子元件的極性和分散系數(shù)。

　　由圖2可以看到，二碘甲烷在在樣品1和樣品2上的液滴差異很小，而水滴在不同樣品上所表現(xiàn)出的差異非常明顯，用肉眼可觀測到。這一現(xiàn)象也可通過表2中測得的接觸角平均值觀測到。考慮到取二碘甲烷時(shí)的誤差，接觸角在樣品1和樣品2上的差異可忽略不計(jì)。然而，與水的接觸角至少相差15°。由于二碘甲烷為非極性液體，對兩個(gè)樣品的接觸角相同，由此可知，電子元件表面自由能的非極性部分無顯著差別。水的極性很強(qiáng)，由水在樣品表面接觸角的差異，可知樣品1比樣品2的極性強(qiáng)。表3中給出的結(jié)果說明上述結(jié)論可定量進(jìn)行驗(yàn)證：將誤差考慮在內(nèi)，兩個(gè)電子元器件表面自由能的非極性部分相差小于0.5mN/m2，而極性部分的差異超過8mN/m2。這意味著樣品1表面的極性是顯著大于樣品2的。同一個(gè)載體結(jié)構(gòu)部件下，兩個(gè)電子元件表現(xiàn)出顯著差異的表面自由能可能意味著潤濕性和粘合性在頂部封裝時(shí)會(huì)對其產(chǎn)生影響。兩種元件，哪個(gè)對嵌入化合物的潤濕性和粘附性更好,取決于嵌入化合物的表面張力和極性及分散組分的組成。

　　總結(jié)：

　　為了評估液體對固體的潤濕性和粘合性能，測定了不同電子元件的表面自由能以及極性和分散自由能。通過使用水和二碘甲烷作為測試液體對電子元件接觸角進(jìn)行測試。通過這一測試可得其中一個(gè)電子元件具有更高的表面自由能和更強(qiáng)的極性。包覆化合物使電子元件得到保護(hù)，但會(huì)帶來潤濕性或粘合性方面的問題。